基于力-热耦合的三面刃铣刀三维铣削仿真分析

Finite element analysis of 3D milling of side and face milling cutter based on the mechanical-thermal coupling field

三面刃铣刀是一种广泛用于铣削金属、非金属以及难加工材料的沟槽面和台阶面的标准刀具。本文采用三维拟实的三面刃铣刀模拟铣削加工过程,得出铣刀应力与其工艺参数的关系,以此分析铣刀的破损。首先,考虑到铣削过程中温度场对刀具破损的重要影响,建立并实现了基于瞬态温度-位移耦合的综合力-热应力分析,实现对铣刀刀刃易破损部位的预测。再通过多次仿真试验,得到了刀尖切出应力随铣削参数的变化趋势,并据此给出提高铣刀寿命的建议。最后通过不同切削参数组合下工件表面变形量的有限元预测值与试验对照,验证了模型的真实可靠性。